山东省施工图审查常见问题解答 (第一册房屋建筑) 山东省住房和城乡建设厅 2023年7月 2 结构专业 2.1 概要 2.1.1 通用规范实施后,结构审查内容有哪些变化?
山东省施工图审查常见问题解答
(第一册房屋建筑)
山东省住房和城乡建设厅
2023年7月
2 结构专业
2.1 概要
2.1.1 通用规范实施后,结构审查内容有哪些变化?
解答:按照《房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法》(中华人民共和国住房和城乡建设部第13号),施工图审查内容为:工程建设强制性标准;地基基础与主体结构安全;政策规定的内容。全文强条的通用规范实施后,强条体系已经系统化,落实好强条及强条关联问题就能确保地基基础和主体结构的安全底线。住建部组织编制通用规范的目的之一就是便于政府监管。但是通用规范中,结构性能的各种原则性要求较多,需配合其它现行规范才能落实。因此,结构技术性审查内容就是围绕着通用规范、项目规范落实好强条和强条相关内容,经合理性判断后确定采取的技术方法和措施是否符合强条要求,并注意审查和设计的责任界限,遵守国家标准化法。
2.1.2 山东省政策性审查中,涉及结构专业的有哪些?
解答:《山东省住建厅关于进一步加强施工图设计文件审查工作的指导意见》(鲁建设字【2022】3号)摘要:“发挥政策性把关作用。各级监管部门应充分发挥施工图审查在保障工程质量安全和维护公共利益方面的重要作用,落实建筑领域碳达峰、碳中和目标,监督指导审查机构执行国家和省绿色建筑、无障碍设施(含公共建筑设置无障碍厕所)等有关规定,落实装配式建筑、居住小区充电基础设施、新建居住区配建公共健身设施、超高层建筑建设管理、海绵城市相关工程措施、多层住宅电梯、住宅工程质量常见问题防治、公共建筑设置第三卫生间等有关政策要求(房地产开发项目根据建设条件意见书确定的建设条件审查),以及法律、法规、规章规定审查的其他内容。”
相关政策性审查的内容有:绿色建筑、装配式建筑、居住小区充电基础设施、新建居住区配建公共健身设施、超高层和超限建筑、海绵城市、无障碍设施、多层住宅电梯、住宅工程质量常见问题防治等。其中,超高层建筑、绿色建筑、装配式建筑、住宅工程质量常见问题防治、海绵城市属于结构专业参与内容。
1 绿色建筑审查:
应按照《山东省绿色建筑施工图审查技术要点》审查。
结构专业技术性审查中应该注意的问题有:
1)只审查《绿色建筑评价标准》DB37/T 5097-2021中的控制项;
2)设计单位应编制绿色建筑设计专篇,并填写绿色建筑施工图设计审查表;结构专业按审查要点对设计单位的安全耐久、资源节约自评情况进行审查;
3)绿建结构审查容易忽视的问题:“应根据工程特点,对结构在使用阶段的检测及维护提出要求,与主体结构不同时施工的构架、幕墙、太阳能等设施,应设预埋件”。也就是应注明使用阶段的检查和维护要求;甩项设计不允许大量采用后锚固,是绿建控制项要求。
2 装配式建筑审查:
应执行《关于加强新建校舍钢结构推广工作的通知》(鲁建节科字《2021》3号文)等有关装配式推广的文件。具体政策可按各地市主管部门要求实施。
结构专业技术性审查中应注意的问题有:
1)装配整体式建筑最大适用高度和高宽比、抗震等级应符合《装配式混凝土建筑技术标准》要求;
2)叠合板注意底板厚度、耐火极限要求;
3)注意预制隔墙板的节点构造及对应的荷载传递途径;
4)预制构件的配筋未在结构平面图注明时,注意复核预制构件的配筋满足设计要求;
5)加强房屋整体性审查:节点构造应加强审查;剪力墙结构外凸楼梯间是否适用装配式应视对结构整体性的影响确定;
6)采用新技术时,应进行专项论证。
3 住宅工程质量常见问题防治:
应把《住宅工程质量常见问题防控技术标准》DB37/T5157-2020列入设计依据。本标准是我省住宅工程质量常见问题防治经验的积累,是动态而不是教条的,施工图设计文件应根据工程的具体情况采取有针对性的措施。
结构专业技术性审查中应注意的问题有:
1)地下车库覆土顶板 宜采用梁板体系 。(覆土顶板是否可采用无梁楼盖应根据各地市政策执行);
2)设计文件应对地下室顶板的施工荷载和荷载的均匀性提出要求;
3)管线穿结构构件、以及装修乱开凿对结构安全造成的影响。未经设计许可不得对承重结构进行拆改;
4)板厚不应小于100, 当埋设管线时,板厚不宜小于120 ;
5)结构超长时应进行温度应力验算,并采取抗裂措施;
6)大跨度及跨高比较大的板、高宽比较大的住宅楼应进行舒适度验算;
7)住宅楼与周边地下车库的沉降差控制,应作为住宅楼地基基础方案的重要指标,特别是地下水位高、工后沉降占比较大的住宅楼应更重视。住宅区周边住宅楼(一侧地下车库、另一侧为回填土)应特别注意防倾斜设计。
4 超高层和超限建筑:
结构专业审查时应注意对建筑的规则性进行判断,并特别关注超限高层建筑。
《山东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则(2020年版)》提出了对超限高层建筑工程施工图设计文件审查的相关规定:“第十五条:应当进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查而未经审查或审查未通过的,施工图审查机构不得对超限高层建筑工程施工图设计文件进行审查。施工图设计文件审查时应当检查设计图纸是否执行了抗震设防专项审查意见和采取相应的抗震措施;未执行专项审查意见的,施工图设计文件审查不予通过。第十六条:超限高层建筑工程的施工图设计文件审查应当由具有超限高层建筑工程施工图设计文件审查资格的审查机构承担”。山东省住建厅《关于进一步加强房屋建筑和市政工程抗震设防管理的通知》(鲁建设字【2023】2号)规定:“对超限高层建筑工程, 设计单位应在设计文件中予以说明, 建设单位应在初步设计阶段报请超限抗震设防审批, 审批意见作为施工图设计和审查的依据”。
2.1.3 对于通用规范规定的强条,原规范的相关规定是否同时废止,是否还要作为设计依据?
解答:通用规范中指出的“现行工程建设标准相关强制性条文同时废止”是指 废止现行工程建设标准中的原强制性条文的“强条”属性,并不是废止强条的内容,原强条的内容仍然作为设计的重要依据。 当原规范条文内容与通用规范条文内容冲突、矛盾时,以通用规范为准。
2.2 结构总说明
2.2.1 工程概况中是否应包含结构单元的规则性判断?
解答:建筑规则性判断是《建筑工程设计文件编制深度规定》2016年版的设计深度要求。依据《建筑市政抗震通用规范》GB55002-2021第5.1.1条,不同规则性的建筑有不同的设计要求,规则性判断对建筑结构的抗震设计十分重要。 若为特别不规则建筑,应进行专门研究和论证 ;若为超限高层建筑,应根据《山东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则(2020年版)》提供超限专项审查意见,并注明结构构件的性能化设计要求,其论证报告的批复文件应列入设计依据; 不允许采用严重不规则的建筑方案。
2.2.2 结构单体±0.000对应的绝对标高是否必须注明?
解答:结构单体的±0.000绝对标高对结构设计很重要,关系到场地是否填方、地基持力层选择、抗浮水头的确定等问题,因此, 必须在结构设计文件中注明工程±0.000对应的绝对标高。
2.2.3 对于影响结构设计的周边环境及自然条件是否必须阐明?
解答:工程所处环境影响到结构设计的各项输入条件的准确性。若处于山口,则与风荷载取值有关;若处于坡地、陡坡等则与风荷载和地震作用取值有关;周边规划有河流,则与抗浮设防水位有关等。因此,对工程所处周边环境,包括:原地形图、总平面图、工程勘察报告、相邻建筑概况等应有清晰的描述及说明。
2.2.4 上部结构的嵌固部位在总说明中是否必须明确?
解答:设计总说明中应注明结构嵌固层和可能的嵌固部位。嵌固部位不同意味着所选用的加强部位及抗震措施均不相同。
1 一般情况下应以地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,并采取相应的结构布置、计算及构造保证措施。
2 嵌固部位不在地下室顶板时,仍需考虑地下室顶板对上部结构实际存在的嵌固作用,特别是坡地或山地的吊层结构。
3 当建筑物四周高差较大或存在开洞,结构嵌固不在同一部位时,应明确结构的各嵌固部位,避免对应的结构措施选择错误。
2.2.5 设计依据中标准的选用有哪些常见问题?
解答:设计标准关乎结构可靠度,采用的标准是否准确,是结构审查的必审内容。设计标准的选用通常存在以下4个方面的问题:
1 采用作废的标准,或过期版本,包括计算软件依据的标准。
2 选用外省市的地方标准作为设计依据。
3 选用推荐性标准而实际未执行。
4 更高级别的标准发布后,相关设计要求提高,仍执行低级别标准的较低设计要求。
2.2.6 国务院《建筑工程抗震管理条例》第十六条中,学校、医院、养老机构应如何定义?《山东省建筑工程抗震设防条例》第十四条:“新建、改建或者扩建学校、幼儿园、医院、养老院等建设工程,其抗震设防要求应当在国家地震动参数区划图、地震小区划图、地震安全性评价结果的基础上提高一档确定”,提高一档如何理解?
解答:
1 养老院或养老机构的理解:
根据《城镇老年人设施规划规范》GB50437-2007(2018修订版),老年人设施分为养老院、老年养护院、老年人日间照料中心(托老所)、老年活动中心、老年学校(大学)、老年服务中心(站)等类型。按养老模式和服务形式可分为机构养老设施、社区居家养老设施和老年人公共活动设施三大类,其中,养老院、老年养护院属于机构养老设施,其用地宜独立设置。
根据住建部编制的《老年人照料设施技术导则》第7.2.1条:机构养老设施分为街道(乡镇)级(最小床位50,建筑面积最小1500平方米)、区县级(最小床位150,建筑面积最小5250平方米)、市级(最小床位300,建筑面积最小10500平方米)。第7.1.1条:市级和区县级机构老年人设施用地应独立设置,街道(乡镇)级宜独立设置。
综上,达到一定规模的机构养老设施才能定义为养老院或养老机构,社区建筑中按规划局部设置的养老服务用房可不按养老院或养老机构进行抗震设计。
2 学校、医院的理解:
学校、医院为《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008中界定的不低于重点设防类的教育建筑和医疗建筑。
3 提高一档的理解:
根据山东省住建厅《关于进一步加强房屋建筑和市政工程抗震设防管理的通知》(鲁建设字【2023】2号),以及2021年发布的《建设工程抗震管理条例》(国令第744号)第十六条,学校、幼儿园、医院、养老机构等建筑,应按照不低于重点设防类的要求采取抗震设防措施, 可不再提高地震作用。
2.2.7 如何执行《地震动参数区划图》GB18306-2015?
解答:《地震动参数区划图》中有规范性附录与资料性附录(前者视同规范,后者只是参考)。资料性附录中,有关场地类别对地震的影响,《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.3.3条、5.1.4条、6.1.2条中已有考虑,因此,可仅执行规范性附录,不必执行资料性附录。
2.2.8 工程建设场地位于地震区划图分界线附近时,地震动参数如何确定?
解答:
1 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录A将地震动参数精确到县一级;《中国地震动参数区划图》GB18306-2015附录C将II类场地地震动峰值加速度和反应谱特征周期精确到乡镇一级,图A.1为全国地震动峰值加速度区划图。乡镇人民政府所在地、县级以上城市基本地震动峰值加速度应按《中国地震动参数区划图》GB18306-2015附录C取值;图A.1分界线附近的基本地震动峰值加速度应按就高原则或专门研究确定。
2 当勘察报告根据工程精确定位,对照《中国地震动参数区划图》GB18306-2015提出精确的地震动参数时,结构设计应遵守并落实。
3 当以上两种取值不同时,可按照就高原则取值。
2.2.9 结构专业对勘察报告数据的判断及采用存在哪些问题?
解答:主要存在以下几方面的问题:
1 采用未经审查合格的勘察报告。此行为违反了建设工程程序,导致勘察审查后修改的内容未落实。
2 有关地震的数据,结构设计采用时,未进行合理性判断。
1)对于新建陡坡、填方较大、台地整平形成的半填半挖等情况,实际已对地震作用及传递造成不利影响,如勘察报告仍按原始自然地形判断场地类别及地段,有可能造成偏差,应提供勘察专业相应资料,重新判断;
2)场地类别的划分,勘察专业是按每个钻孔的覆盖层厚度确定,有的结构单元甚至出现两个场地类别。根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.3.1条文说明:在抗震设计中,场地是指具有相似的反应谱特征的房屋群体所在地,不仅仅是房屋基础下的地基土,其范围相当于厂区、居民点和自然村,在平坦地区面积一般不小于1kmx1km。因此场地类别应进行宏观判断,处于分界线附近的工程,按就高原则取值。
3 利用湿陷性黄土的湿陷起始压力进行地基设计时,湿陷起始压力应提供标准值。如仅提供各探孔的数据或湿陷起始压力的平均值,不能作为设计依据。
4 现场平板载荷板试验结果与勘察报告参数不一致时,结构应慎重选用。现场平板载荷板试验的影响因素很多,其结果需进行合理性判断,并经勘察专业认可后,方可采用。
5 抗浮设防水位的确定问题:
1)地勘报告中提供的抗浮设防水位能否作为最终的设计依据。
抗浮设防水位由勘察专业负责,结构专业也应对采用的原始数据或依据是否可靠进行判断,有疑义时应反馈给勘察专业。若勘察报告未明确抗浮设防水位,结构审查应提出明确审查意见。当采用早期的勘察报告作为设计依据时,结构审查应提出对抗浮设防水位重新复核的意见。
2)抗浮设防水位的合理性判断的建议。
复杂场地时,建议结构专业对抗浮设防水位的合理性进行判断。
当结构处于地势低洼、有被淹可能性的场地,以及地势平坦、岩土透水性等级为弱透水且排水不畅的场地等情况时,可参照《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019判断抗浮设防水位,并经由勘察单位确认。
当建设场地处于山坡地带且高差较大,或地下水赋存条件复杂、变化幅度大、地下室使用期间区域性补给和排泄条件可能有较大改变时,可采用论证方式确定抗浮设防水位,并经由勘察单位确认。
6 设计采用的地基基础选型与勘察报告建议不同时的审查问题。
应充分重视勘察报告建议的地基基础选型方案,如结构设计采取的地基基础方案与勘察报告建议不同,且勘察报告无相关参数支持时,应提出补充勘察参数或修改地基基础方案的审查意见。
2.2.10 结构设计工作年限选取应注意哪些问题?
解答:结构设计工作年限是指设计规定的结构或构件不需要进行大修即可按预定目标使用的年限,其选取应注意以下问题:
1 结构及构件的设计工作年限应明确注明,采用“不低于…年”的描述不合适。
2 结构构件的设计工作年限不应高于其支撑结构或构件的设计工作年限。
3 局部改造加固结构的工作年限不应大于既有结构的剩余工作年限。
2.2.11 采用平法图集22G101-1时,关于构造做法的特殊要求是否必须明确?
解答:采用平法图集时,需要设计指定的特殊要求必须予以注明。 结构构造设计的过程是多选一的过程,如不注明则施工单位可能选择错误,特别是涉及到结构计算的构造做法(例如:墙水平钢筋是否计入边缘构件配箍率等),该类情况必须予以注明。
2.2.12 关于材料的要求有哪些问题?
解答:主要有以下几方面的问题。
1 钢结构未注明钢材超强系数要求。
罕遇地震作用下可能的耗能构件(框架梁、支撑等)应注明材料的超强系数要求。通用规范中有两处同样的规定,分别为《钢结构通用规范》GB55006-2021第6.1.2条、《组合结构通用规范》GB55004-2021第3.1.1条。现行标准中《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015第4.1.4条、《钢结构设计标准》GB50017-2017第17.1.6条、《钢结构中心支撑框架设计标准》T/CECS804-2021第4.0.3条等均有类似要求。
2 关于《建筑与市政工程防水通用规范》GB55030-2022第4.1.5-4条:“寒冷地区抗冻设防段混凝土抗渗等级不应低于P10”的执行问题。
山东省内冻土深度普遍性较小,民用建筑的地下室一般设置防水层及保护层。考虑到施工可行性及经济性,普通民用建筑地下室的混凝土等级可不考虑此条。当地下结构需采用抗冻混凝土时, 例如:水处理厂敞口的外露钢筋混凝土水池等,需按此条执行。
3 通用规范中关于材料的条文,如“混凝土强度标准值应具有不小于95%保证率”等,是否需要在设计说明中一一注明。
该类条文是结构材料性能的基本要求,只要选用了现行规范和标准,就隐含了此类要求,是唯一和确定的,可不注明。
4 填充墙的圈梁和构造柱的混凝土强度等级是否需要满足《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T50476-2019中第3.4.4条要求。
作为后锚固的基材时,混凝土强度等级应不低于C25(《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB55021-2021第6.9.2条)。其它情况可按不低于C20执行。
2.2.13 关于钢结构防护要求的设计深度有哪些问题?
解答:钢结构防护设计是强制条文,详见《钢结构通用规范》GB55006-2021第6.3节,与之相关的条文有《钢结构设计标准》GB50017-2017第18章。钢结构防护设计主要有以下问题。
1 防腐蚀设计深度不够。设计中应注明 大气环境腐蚀等级 、防腐蚀设计年限及对应的涂装要求(除锈等级、涂层及厚度)、防腐蚀构造、使用维护要求等。
2 防火设计深度不够。建筑钢结构应进行耐火性能验算,在满足耐火验算要求的前提下,除注明建筑的耐火等级、各构件的耐火极限外,应包括但不限于如下内容:详见《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017第3.1.4条内容。
1) 注明防火涂料的选型,膨胀型还是非膨胀型;
2) 对于膨胀型防火涂料(薄型), 只需注明等效热阻值即可 。涂层厚度不应小于1.5mm;
3) 对于非膨胀型防火涂料(厚型), 应注明等效热阻、等效热传导系数和涂层厚度。 厚度不应小于 15mm。当等效热传导系数不同时,可按等效热阻相等的原则进行换算;
4) 注明防火涂料和防腐涂料的施工顺序。对于膨胀型防火涂料, 施工顺序为:防腐底漆、防腐中间漆、防火涂料、防腐面漆。对于非膨胀型防火涂料,可取消防腐面漆。
2.2.14 专项论证意见如何采用?
解答:
1 由政府组织的专项论证意见、初步设计审查意见是结构设计的依据,审查应负责落实。
2 社会层面组织的专项论证意见, 可仅作为参考。
2.2.15 关于甩项设计有什么问题?
解答:按照绿建控制项的设计要求,应一体化设计,有甩项时应提出设计要求,例如:幕墙、屋面钢结构等应由原设计单位提出具体要求。
2.2.16 为什么危大工程专项说明不能缺失?
解答:按照2018年6月1日实施的住建部37号部令《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》,以及建办质2018-31号文(37号部令的实施细则),设计单位应当在设计文件中注明涉及危大工程的重点部位和环节,提出保障工程周边环境安全和工程施工安全的意见,必要时进行专项设计。
2.2.17 重点设防类建筑的结构安全等级及重要性系数如何考虑?
解答:结构重要性系数不参与抗震工况调整,仅影响非抗震工况下的构件设计。结构重要性系数超过1.0时,梁板配筋将增大,而柱大部分属于配筋率控制,实际配筋并不一定随着重要性系数的增大而增加。当非地震工况的梁配筋起控制作用时,设计结果对强柱弱梁反而不利。因此,有必要区分重点设防类建筑与结构安全等级一级的建筑, 对学校等主要针对抗震设防加强的建筑,整体安全等级宜按二级,关键构件按安全等级一级包络计算。
2.2.18 结构使用维护要求是否必须注明?
解答:这属于可靠性管理的内容,应落实《建筑结构可靠性设计标准》GB50068-2018第3.4节。结构可靠性是以正常设计、正常施工、正常使用为前提的,应注明使用阶段的检查和维护要求。
新建建筑一旦建成,就是既有建筑,其使用维护日常检查要求应执行《既有建筑维护与改造通用规范》GB55022-2021确保结构正常使用。并应落实各专门通用规范有关使用维护的要求,防止野蛮使用。
2.2.19 需温度作用计算的结构是否必须注明施工合拢温度要求?
解答:大跨度钢结构、超长结构等需进行温度作用工况计算的结构, 合拢温度是确定结构温差的基本参数,应在结构总说明注明,施工时落实。 合拢温度一般可取范围值,应结合施工工期、有利于结构受力等因素确定。
2.2.20 对自重变异较大的材料和构件,其范围如何取值?
解答:《工程结构通用规范》GB5001-2021第4.1.1条规定:对自重变异较大的材料和构件, 若自重属于不利荷载,应取上限值,若自重属于有利荷载,应取下限值。 常见变异较大的取值有:抗浮配重的荷载取值、轻钢结构屋面板的荷载取值、土浮容重的取值等。
钢筋混凝土的容重介于24~25 KN/m3;地下车库顶板的覆土容重介于15~20KN/m3。轻钢结构屋面板的面荷载介于0.15~0.3KN/㎡。
2.2.21 楼面活荷载取值有哪些常见问题?
解答:以下3个问题较为常见,应引起注意。
1 活荷载标准值取值偏小。《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《工程结构通用规范》GB5001-2021的楼面活荷载取值是指一般使用条件下的楼面活荷载最小取值,具体等效活荷载取值需根据实际用途和甲方要求确定。例如:农贸市场中,活鱼及粮油储存区域的活荷载取值4KN/㎡偏小。
2 工业建筑的楼面活荷载及其组合值系数、频遇值系数、准永久值系数取值不正确。《工程结构通用规范》GB5001-2021第4.2.7条把工业建筑的楼面活荷载笼统分为三类,其规定的取值为设计时必须遵守的最低要求。对于功能确定的工业建筑,也可根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录D或专门规范取值,但其取值不应低于通用规范。
3 抗震设计的活荷载重力荷载代表值组合值系数取值不正确。《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021第4.1.3条规定了重力荷载代表值组合值系数的取值要求,但不包含工业建筑。对于工业建筑的重力荷载代表值组合值系数,专门规范有规定的应按规范取值,例如:《有色金属工业厂房设计规范》GB51055-2014第5.3.3条规定:按等效活荷载计入的活荷载,其重力荷载代表值组合系数不应小于0.75;没有规定的,可按照对比活荷载组合值系数、频遇值系数和准永久值系数的方式,确定重力荷载代表值组合值系数。
2.3 地基基础
2.3.1 控制肥槽回填质量的意义及要求是什么?
解答:肥槽回填质量对结构性能有较大影响,其意义及要求主要体现下几方面:
1 确保主楼结构侧限:肥槽回填质量对地下室的嵌固、结构抗倾覆和结构抗震性能都有影响,特别是对高层建筑影响较大;
2 防止形成水盆效应:《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019第6.5.5条是防止形成水盆效应的措施,要求肥槽回填采用弱透水材料;
3 保护地下室防水的薄弱环节:《建筑与市政工程防水通用规范》GB55030-2022第4.2.6条规定:基底至结构底板以上500mm范围及结构顶板以上不小于500mm范围的回填层压实系数不应小于0.94。
肥槽回填往往是施工质量的薄弱点,采取的措施是否满足以上性能要求,由责任主体设计师进行把握和判定。
2.3.2 抗浮锚杆的选型有何要求?
解答:
1 从受力性能和变形角度:施加预应力可算作主动抗浮,非预应力是被动抗浮,只有在水浮力作用下结构达到一定的上浮变形后,锚杆的抗浮承载力才能充分发挥。 且非预应力锚杆的变形主要为不可恢复的塑性变形,对于承受地下水浮力反复变化的情况,易形成累计变形而导致锚杆失效,因此必须限制这种非预应力锚杆的荷载水平和变形。
2 从耐久性角度:预应力锚杆对于锚杆抗裂为有效的措施。
因此,非预应力锚杆适用于荷载程度较低、基础底板位于岩层或坚硬地层、对变形控制相对宽松、浮力变化频率较低的情况。其余情况宜选择预应力锚杆。
2.3.3 未进行锚杆群锚承载力验算有什么风险?
解答:锚杆的破坏及承载力验算分为非整体性破坏和整体性破坏,间距小且短时,需特别注意群锚整体性破坏的承载力验算,即与土体或岩体一体破坏。当端部为中风化岩时,由于岩石的裂隙可能会造成椎体破坏,也应进行验算。
2.3.4 独立基础是否要控制0.15%配筋率?
解答:按照《建筑与市政地基基础通用规范》GB55008-2021第6.2.4条,扩展基础的受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%,独立基础的配筋率可按阶形、锥形基础的折算高度计算最小配筋率,具体计算详见《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011附录U。
2.3.5 车库柱基础与主楼筏板基础之间沉降差、主楼门厅基础与主楼筏板基础之间沉降差是否要满足框架结构相邻柱基沉降差要求?
解答:需要。
1 车库柱基础与主楼基础之间的沉降差异控制。主楼基础与相邻车库柱基础的沉降差是地基基础方案和计算要解决的重点问题,处理不好危害较大。主楼采用桩基或复合地基时,不仅仅是满足地基承载力要求,有时候更重要的是为了满足沉降差控制要求。 当设置沉降后浇带时,不能理解为可不计算沉降差,特别是后期沉降占比较大的地基。
2 主楼门厅基础与主楼筏板基础之间的沉降差异控制。该沉降差异是反向沉降差,设置沉降后浇带无效,特别是门厅柱基础落在肥槽上时。主楼门厅柱基础应按照允许的沉降差确定合理的地基处理方式、基础形式及底面积。
2.3.6 桩筏基础中,筏板重心校核是否需要考虑?
解答: 天然地基筏板基础控制偏心距的本质是防止倾斜。 桩筏基础应控制桩总反力中心与上部结构总荷载重心的偏心距,而不是筏板形心与荷载的偏心距。若桩端落在中风化岩或深厚坚硬持力层上时,不用考虑此问题。对桩基沉降有控制要求的桩基,以及结构体型复杂、荷载分布显著不均匀、桩端平面下存在软弱土层的桩基、摩擦型桩基,应按桩基变形控制原则进行设计。变形控制包括:总沉降量、沉降差、倾斜。
2.3.7 车库抗浮不足设置抗拔桩时,需要进行抗压工况的桩基承载力验算吗?如何进行抗压验算?
解答:分为以下两个问题。
1 抗浮桩是否应进行抗压工况验算。《工程结构通用规范》GB550001-2021第2.1.1条规定:“结构在设计工作年限内,应能承受在正常施工和正常使用期间预期可能出现的各种作用”。若桩在设计工作年限内正常施工和正常使用期间均为受拉状态,就不存在抗压工况验算的问题;若勘察报告不能提供最低水位,应按结构水浮力为零时,进行桩的抗压工况验算。
2 抗浮桩的抗压工况应如何验算。抗压工况验算的计算模型应根据结构受力及桩基选型和布置的具体情况,合理选择。
1)符合复合桩基的适用条件时(详见《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.2.3~5.2.5条),可按照桩土共同工作计算桩基的抗压承载力。当天然地基承载力满足要求,仅于柱下布置少量的抗拔桩,桩基采用摩擦桩且桩端不位于较硬土层时,也可不对桩基的抗压承载力提出要求,但应注意桩身强度的控制;
2)以上条件不满足时,应按照桩基础设计,抗压抗拔反力均由桩基承担。
2.3.8 桩筏基础是否需要执行《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.4.5条?
解答:需要。一方面,地基基础与上部结构的共同工作是天然存在的,基础筏板整体变形时剪力墙受力模式类似于深梁,需要对应加强;另一方面,筏板对剪力墙存在较强的约束作用,增强剪力墙配筋也是为了抗渗与超长防裂的需要。
若桩端坐落在中风化岩上,筏板基本无整体变形,墙也不长时,不存在以上问题,可不用执行。
当为多层地下室时,仅与筏板直接相连的地下层需执行本规定。
2.3.9 当天然基础持力层为液化土时,地基承载力修正及抗震承载力调整应注意什么?
解答:《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第4.2.3条规定的天然地基抗震承载力调整系数与89版抗震规范一样,但89版抗震规范规定不应将未经处理的液化土作为天然地基持力层,现抗震规范改为不宜将未经处理的液化土作为天然地基持力层。
粉土的地基承载力深和宽修正系数,按山东省《建筑岩土工程勘察设计规范》DB37/5025-2015第8.2.3条取值,稍密粉土的地基承载力深宽修正系数分别为1.3和0.2,未考虑是否液化。但液化是非地震工况也需考虑的因素,因此天然地基基础持力层为液化土时,应有对应措施,结构设计师应对原始数据进行分析,合理确定并适当降低地基承载力深宽修正系数及抗震承载力调整系数。
2.3.10 较厚填土地基,采用桩基时,应有哪些措施?
解答:在较厚填土地基上采用桩基,会导致两方面的问题:
1 上部结构的水平力没有可靠的传递途径,只能由桩基承担水平力。
2 桩身穿越较厚松散填土进入相对较硬土层时,易产生桩侧负摩阻力。
因此,较厚填土地基采用桩基时, 需对填土先进行处理 ,保证桩顶水平力的可靠传递。桩基承载力计算时尚应根据所采取的处理措施判断是否需要计入桩侧负摩阻力。
2.3.11 抗浮板的最小配筋率按照0.15%还是0.2%?
解答:抗浮板承担水浮力,其受力模式不同于卧置于地基上的板。且配筋不像厚筏板那样大多由最小配筋率控制配筋,而是由内力控制。因此, 抗浮板的最小配筋率宜按0.2%控制。
2.3.12 地下车库基础采用下柱墩筏板时,柱墩处顶部的最小配筋率如何控制?
解答:正常情况下,柱墩顶部在竖向荷载作用下处于受压状态, 可按柱墩范围以外平板处的配筋即可。 若局部相邻柱墩处地基不均匀,或承担的上部荷载差异较大,导致柱墩顶部可能出现受拉时,则应对该部位柱墩顶部配筋进行加强,满足柱墩厚度最小配筋率的要求。
2.3.13 桩身强度设计应注意什么?
解答:桩身强度是结构设计的重要问题。
1 桩身承载力指标为设计值,应比对荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值,而不宜以桩基承载力特征值乘以分项系数的方法进行判定。
2 地下水土对混凝土有腐蚀性时,注意是否需考虑混凝土腐蚀裕量;
3 桩周存在负摩阻时尚应考虑对桩反力的增大效应。
2.3.14 抗浮锚杆锚入防水底板内竖直段是否必须满足0.6lab要求?
解答:非预应力抗浮锚杆在基础底板中的锚固可采用直锚、弯钩或机械锚固等形式。
采用直锚、弯钩或机械锚固措施时,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第8.3节的规定。采用弯钩或机械锚固措施时,包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度(投影长度)不应小于基本锚固长度的60%。
当采用弯钩或机械锚固措施,防水板内竖直段长度不满足基本锚固长度的60%时,可采用锚固板锚固措施,锚固板锚固应符合现行国家标准《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ 256-2011的相关规定。抗浮锚杆钢筋应与锚固板有效连接; 锚固板平面尺寸应符合基础底板受冲切和局部受压承载力要求;锚固板厚度应符合强度要求; 锚固板下底板受冲切有效高度不应小于250mm,并应将锚固板伸至基础底板顶面主筋位置;基础底板在抗浮锚杆轴向拉力作用下的受冲切承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中有关受冲切承载力计算的规定。
非预应力抗浮锚杆在基础底板中的具体锚固构造,可参照国标图集《建筑结构抗浮锚杆》22G815进行设计选用。
2.3.15 在干湿交替环境下,地下水对混凝土具有微腐蚀性,对混凝土中的钢筋有弱腐蚀时,需要按照《工业建筑与防腐蚀设计规范》GB/T50046-2018采取措施吗?
解答:GB/T规范属于推荐性规范,不强制执行,但对于防腐蚀设计,尚无其他规范可以参照使用, 因此建议按此执行。
2.3.16 《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021第2.2.4条3款:地基变形计算包含所有工程吗?
解答:《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021第2.2.4条规定了地基、基础设计应包含的主要内容,可根据具体工程情况进行落实。
1 《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021第4.1.1条2款规定了天然地基的变形验算范围:“对地基变形有控制要求的工程结构,均应按地基变形设计”。配合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,符合其3.0.3条所列范围的建筑物,可不做变形验算。
2 《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021第5.1.1条8款规定了桩基需进行的沉降计算的范围。
2.4 结构计算
2.4.1 报审计算书的内容有哪些基本要求?
解答:应有以下内容或要求:1)计算书目录;2)正本内容;3)软件计算模型说明和计算结果合理性的判断;4)签字盖章。
应按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.6.6条要求对软件计算结果进行合理性判断,包括超限信息、计算结果的调整等;文本中未表述的计算假定应说明,包括弹性板情况、包络计算情况等。
结构计算书属于设计文件,签字盖章要求同设计图纸。字体应清晰。
复杂结构应提供计算模型。
2.4.2 如何考虑楼面活荷载组合系数和重力荷载代表值组合值系数?
解答:
1 荷载组合系数与重力荷载代表值组合值系数应分别按照《工程结构通用规范》GB55001-2021和《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021取用。
2 荷载组合值系数中,书库、档案库、储藏室,密集柜书库,工业建筑楼面活荷载的组合值系数不是计算软件默认值0.7。
3 藏书库、档案库等活荷载在遇地震的概率较大,故按等效楼面均布荷载计算活荷载时,其重力荷载代表值组合值系数为0.8。
对于遇到地震概率较大但现行标准未明确重力荷载代表值组合值系数的特殊种类可变荷载,设计时应进行判别。 当为“按实际情况计算的楼面活荷载”时,重力荷载代表值组合值系数应取1.0;当为“按等效均布荷载计算的楼面活荷载”时,重力荷载代表值组合值系数建议参照藏书库、档案库取值0.8。实际应用时,对此类民用建筑、现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录D中所述类别的工业建筑,建议按对比组合值系数、频遇值系数和准永久值系数的方式,确定重力荷载代表值组合值系数。
4 对于以上类型荷载应分别修改“荷载组合系数”及“活荷载重力代表值组合系数”。
5 对于确需考虑通风机房、电梯机房、局部储藏室等小面积房间的计算影响时,可通过“自定义工况”解决。
2.4.3 采用刚性楼板计算假定要注意什么?
解答:
1 强制刚性楼板假定忽略平面开洞,按外轮廓全平面为一块刚性楼板;非强制刚性楼板假定,仅对水平放置的楼板部分认定为刚性板,可能存在多块刚性板。
2 结构计算中整体指标如位移、周期、刚度比等是在强制刚性楼板假定下的统计结果,当结构平面不满足刚性板假定时统计结果不能正确反映结构特征。
3 刚性板假定使刚性板内的所有节点的位移均受刚性板约束。对于竖向构件不能“统一步调”的平面不应采取强制刚性板计算,如面内刚度小的轻钢屋面、各部分变形相对独立的回字型、细腰型平面等结构。应注意具有共同节点的刚性板均合并为一块刚性板这一特点,设计中应根据平面布置,对刚性板进行划分。如下图U型建筑,如不设置弹性楼板分离,将按照一块刚性板计算,造成1、2、3变形强制协调。
图2.4.3 刚性板设置方式
2.4.4 筒仓类构筑物抗震计算质心高度如何处理?
解答:
1 筒仓类实体的主要质量不能简化在楼面位置,这不同于一般建筑。计算模型的质点应取在贮料及仓体的质心处。尤其上部是成品筒体,只设计下部支承结构时,容易忽略质心高度引起的附加弯矩。
2 高大筒仓可以分多层建模,近似模拟质量分布,层高宜取3-4米。
2.4.5 存在高低屋面及高大女儿墙的门式刚架轻型房屋屋盖,雪荷载应注意什么?
解答:
1 轻型房屋屋盖对雪荷载敏感,雪荷载的堆积是其破坏的主要原因之一,雪荷载堆积对不同位置檩条设计影响较大。
2 当屋面存在高大女儿墙、屋顶局部突出物,应考虑积雪堆积分布,在模型中输入女儿墙等突出构件尺寸。
3 当相邻建筑距离较近,屋面高差达到《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015第4.3.3条时,要考虑较低屋面的积雪堆积和漂移。根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012条文解释,结合我国雪荷载的特点,高低屋面雪荷载堆积按情况2执行(不含漂移部分)。
图2.4.5 雪荷载积雪分布系数
2.4.6 独立H型钢梁外挑雨篷,梁抗扭如何考虑?
解答:
1 H型钢抗扭属于开口截面,抗扭能力较差,《钢结构设计标准》GB50017-2017中 未引入其计算方式。
2 采用H型梁抗扭能力来外挑雨篷时,结构软件虽然提供扭矩计算值, 但对构件未作抗扭设计。
3 建议采用抗扭能力较强的闭合截面,如钢管截面,或参考力学公式复核计算。
2.4.7 建筑物地下室外墙挡土土压力如何选择,能否采用水土合算?
解答:
1 建筑物地下室挡土墙的土压力一般情况应取静止土压力, 土压力系数为0.5。 当挡墙外另设永久支护时,土压力系数可适当折减。
2 土压力计算可根据土体透水性采用水土分算或水土合算。因实际工程中基坑回填采用不透水的材料情况很少, 挡土墙计算应按水土分算。 水土分算中的 土的浮容重约取11左右 ,不应采用土体天然重度减去水浮力,而应按饱和重度减去水浮力。
2.4.8 技术参数中模拟施工1、3如何选择?
解答:
1 模拟施工1与3加载均为分层加载,其区别在于刚度是否一次形成,模拟1一次性形成整体刚度,计入加载施工步及以下节点位移和内力。构件模拟3采用分层刚度,加载施工步时,假定下层已经施工完毕,楼层平面找平,下部构件不再有位移。
2 混凝土结构一般按层施工,逐层找平,因此适用模拟施工3。多层钢结构的施工常见一次形成整体钢框架(钢构件采取工厂加工不具备竖向位移找平的条件),然后分层浇筑混凝土楼板,或者安装预制楼板,更符合模拟施工1的假定。
3 特殊的施工顺序要求应在设计中进行注明。如托柱转换梁默认与其上部支承结构一个施工顺序,如果施工按照分层施工进行,转换梁将偏于不安全。
2.4.9 技术参数输入时水平力与整体坐标夹角、斜交抗侧力构件方向角度、自动计算最不利地震方向的地震作用如何选择?
解答:
1 水平力与整体坐标夹角指的是模型整体坐标系和水平力的关系,包含风和地震力。对于非矩形平面建筑,如L型,风荷载不利方向一般不在X、Y方向,或者对于抗侧力构件形成的弯矩抵抗矩最大值不在正交方向时,需要修改该选项,增加计算角度。
2 当斜交抗侧力构件与整体坐标系夹角大于15°时,应增加计算方向。 特别注意对于柱正放,梁斜放结构的补充计算。
3 自动计算最不利地震方向选项虽然能够计算出结构最不利地震,并输出角度,但并不一定包含斜交抗侧力构件方向,此时仍需要补充斜交抗侧力构件方向地震力计算。
图2.4.9 水平力计算方向
2.4.10 仓库类建筑设计时,地面堆载需要考虑哪些影响?
解答:仓库地面堆载具有引起结构总体沉降量大、竖向构件不均匀沉降量大、沉降稳定历时长和对地基影响深度大的特点。
1 堆载可能增加基础上荷载: 仓库内应标识基础范围,尽量避开基础进行堆载 ,当堆载确实不能避开基础时,地基承载力计算时应考虑堆载部分。
2 当堆载超过地基承载力和变形不满足要求时应做地基处理;当堆载在大面积填土上时,宜要求基础施工前提前三个月完成填土工程。
3 堆载时应尽量基础两侧平衡,此时应考虑堆载对地基的附加变形,对桩基的负摩阻力作用。建筑外墙基础及不平衡堆载时,易产生基础倾斜,应根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011附录N计算变形,并考虑基础倾斜引起的结构次应力。
4 堆载易造成不同基础沉降差异,应规定使用阶段堆载的方式。
2.4.11 多层钢框架板件宽厚比和梁下翼缘稳定选择执行《钢结构设计标准》GB50017-2017还是《建筑抗震设计规范》GB50011-2010?
解答:构件设计中选择执行《钢结构设计标准》GB50017-2017第3.5节时,指按第6、7、8章进行强度、稳定计算。
1 按《钢结构设计标准》第3.5节指定宽厚比等级如S3-S4时,可能不满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第8.3.2条关于板件宽厚比的要求。
2 按《钢结构设计标准》GB50017-2017第6.2.7条验算梁下翼缘稳定,当正则化长细比小于等于0.45时,不采取防止梁下翼缘失稳的措施,地震工况下梁受压翼缘仍然可能失稳。
3 抗震设计时应不勾选执行《钢结构设计标准》GB50017-2017,软件将默认执行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010。
4 对于梁的受压翼缘通过计算保证不失稳的方法建议如下:一是按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第8.3.3条文解释,验算梁长细比;二是根据《钢结构设计标准》GB50017-2017第10.4.3梁塑性铰形成的截面条件,即满足正则化长细比不大于0.3的要求。该计算中梁上翼缘均应有混凝土楼板。
2.4.12 薄弱层调整、框剪结构框架部分剪力调整易错点是什么?
解答:
1 结构侧向刚度不规则和楼层承载力突变均涉及软弱层(薄弱层)地震剪力调整,一般软件对由侧向刚度比引起的软弱层默认执行内力放大。但对楼层承载力突变引起薄弱层,因为存在两种设计方向, 且选择通过配筋方式自动调整为不薄弱时可能掩盖了结构布置的不合理 ,因此计算只判断受剪承载力比值,薄弱层的处理方法需要指定,不做指定时易忽略处理。
2 框剪结构体系中框架部分承担剪力应根据底部总剪力和楼层最大剪力进行调整。常见问题为:1)未完整填写软件界面中“分段数”及“起始层号”、“终止层号”,造成剪力未作调整;2)调整系数达到软件设置默认上限值,剪力大小不能满足规范要求。应在“设计结果”中查看“倾覆力矩及0.2V0调整”文件看调整是否到位。需要说明的是,框筒结构的调整只需要结构体系选择正确,剪力调整自动完成,不需要在此再次设置。
2.4.13 地下车库顶主梁大板楼盖能否采用弹性板设计?
解答:地下车库顶采用主梁大板时,应注意以下问题:
1 使用弹性板3、弹性板6假定时,楼板考虑板面外刚度,板上一部分荷载通过面外刚度直接传递给柱,传递给梁的荷载相应减小。对于主梁大板楼盖,楼板厚度较厚,确实存在较大的面外刚度, 因此考虑楼板面外刚度理论上符合实际情况。
2 采用弹性板设计时,配筋方式应与受力传力模式相符,不应采用常规配筋方式。
3 板柱连接位置应采取措施(例如增加柱帽)。
4 当板传递到柱途径出现问题时,荷载不可避免地传至梁,因此按弹性板计算的梁配筋应考虑该风险对计算结果进行加强, 梁箍筋宜按照刚性板导荷方式配筋。
2.4.14 无地下室多层框架如何建模?
解答:设计中常把±0.00拉梁层至基础顶设置为单独层,按地下室输入,虽然模型比较符合实际,但并不是计算符合实际。
1 基础填土的实际嵌固作用,使结构刚度更趋向于无地下室结构,从而引起按地下室建模时,计算结果偏小。
2 按地下一层建模时,不管嵌固端设置在基础顶或正负零位置,软件都同时考虑这两种嵌固调整,因此计算没有区别。
3 按纯地上框架设计,首层高度取值到拉梁位置,结构刚度更大,且底层柱执行柱底弯矩放大,计算结果起控制作用。
4 对于基础埋深较浅时,可不设置拉梁层,计算按基础顶模型。若此时人为增加构造拉梁同样偏于不安全,应采用基础顶与地面嵌固包络设计。
5 根据上述几种建模比较,基础埋置较深的无地下室多层框架,按无地下室建模与有地下室进行包络(一般无地下室建模模型起控制作用)。基础埋置较浅的无地下室多层框架,不设置拉梁,按基础嵌固设计;若设置拉梁,应按地面嵌固的无地下框架包络与无拉梁的基础顶嵌固模型包络设计。配筋时正负零至基础顶部分柱配筋按一层柱配筋。
2.4.15 大跨度梁的竖向地震软件计算需要注意什么?
解答:抗震设防不低于7度(0.15g)的大跨度混凝土梁及高层建筑中的大跨度钢梁应做竖向地震设计, 但当大跨度梁上没有中间节点(如单向密肋),梁质量将分配到两端支座,梁竖向地震不能正确计算。 建模时应增加梁中部节点,并保证不清理无用网格节点。
2.4.16 大底盘多塔结构计算模型有何要求?
解答:
1 对于塔楼部分,为了防止裙房破坏对塔楼造成的不利影响, 塔楼部分计算时,按整体建模和分塔模型计算取不利结果。
2 对大底盘裙房及基础按照按整体模型设计。
3 塔楼的整体指标按单塔模型。
2.4.17 钢结构如何考虑楼板对梁刚度的影响?
解答:在保证楼板与梁的可靠连接时,钢结构也应考虑楼板与梁的共同作用,计算时可采用放大梁刚度的方法考虑其影响。
1 水平荷载作用下,参与刚度计算的梁均应考虑楼板作用进行刚度放大,以获得与结构实际刚度匹配的地震力。
2 竖向荷载作用下,宜考虑楼板作用,按组合梁、T型梁设计。
3 设计中常犯错误:
1)勾选“梁刚度放大系数按《砼规》5.2.4条”, 此选择项不能实现钢结构梁刚度放大。应直接输入“中梁刚度放大系数”;
2)误用“竖向荷载”、“地震作用”、“风荷载”三项分别计算刚度系数。此选项不适用于按国标规范设计。仅“竖向荷载”中梁刚度放大系数起作用。
2.4.18 《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021第4.1.1,当工程结构处于发震断裂两侧10km以内时,应计入近场效应对设计地震动参数的影响。计算时如何考虑近场效应增大系数?
解答:发震断裂对震害的影响可大致分为强震地面破裂效应和强震地震动效应两个方面。建筑结构通过综合考虑抗震设防烈度、土层覆盖厚度及控制最小避让距离来减小地面破裂错动效应对建筑物的直接影响,通过考虑近场系数对地震动参数的放大来考虑强震地震动效应对建筑物的影响。
1 《建筑与市政抗震通用规范》GB55002-2021第4.1.1条1款规定:当工程结构处于发震断裂两侧10km以内时,应计入近场效应对设计地震动参数的影响。《通规》仅提出了原则性要求,至于进一步调整的对象与技术对策,则由相关的标准进一步完善。
2 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第4.1.7条1:对符合下列规定之一的情况,可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响:1)抗震设防烈度小于8度;2)非全新世活动断裂;3)抗震设防烈度为8度和9度时,隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。即抗震设防烈度小于8度时,可不考虑发震断裂影响,也就不用考虑近场效应。
3 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.10.3条规定:对处于发震断裂两侧10km以内的结构,地震动参数应计入近场影响,5km以内宜乘以增大系数1.5,5km以外宜乘以不小于1.25的增大系数,《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第12.2.2条规定的放大系数与此相同。《建筑隔震设计标准》GBT51408-2021第4.1.4条:当处于发震断层10km以内时,隔震结构地震作用计算应考虑近场影响,乘以增大系数,5km及以内宜取1.25,5km以外可取不小于1.15。《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》RISN-TG046-2023第4.1.1条5款的规定与《建筑隔震设计标准》GBT51408-2021相同。
4 结构设计中,抗震设防烈度不小于8度时,抗震结构近场效应影响系数可按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010相应条文取值;隔震及减震结构近场效应影响系数可按照《建筑隔震设计标准》GBT51408-2021及《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》RISN-TG046-2023相应条文取值。
2.5 混凝土结构
2.5.1 梁上部支座钢筋截断位置是否符合规范要求?
解答:G101平法图集中,梁支座钢筋截断位置的标准做法是以荷载均匀、常规支撑条件为前提的,实际工程中,设计人应按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第9.2.3条、9.2.4条的规定进行校核,例如:剪力墙顺墙方向的较短梁(如图2.5.1是某施工报审图截图),支座钢筋截断位置仅距支座450mm,显然不满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第9.2.3条。此梁受力状态实际接近悬挑梁,上部筋应按悬挑梁构造,不应截断。类似情况还有:端跨有长悬臂梁、梁上集中荷载较大及荷载不均匀、相邻跨相差很大、梁跨度很小等情况。
图2.5.1 短梁纵筋截断问题示例
2.5.2 主次梁附加钢筋设置与受力不符有什么问题?
解答:主次梁附加箍筋设置的位置,软件判断的不一定正确,相交梁处截面小的不一定是次梁,需进行合理性分析。图2.5.1中,KL1其实是悬挑梁或接近悬挑梁,端部相交梁处改为互设附加箍筋是合理的。
2.5.3 砌体填充墙选用材料不合理有什么问题?
解答:《砌体结构通用规范》GB55007-2021第3.2.8条、3.2.9条是对砌体填充墙的强条要求,应严格遵守。如:消防水池内的导流墙选用加气混凝土砌块违背了3.2.9条。
2.5.4 当设计嵌固端不在地下室顶板时,需要按照规范规定的嵌固端要求对地下室顶板进行包络设计吗?有哪些要求?
解答:无论地下室顶板是否作为上部结构的嵌固部位,结构设计中均应该考虑地下室顶板处实际存在的嵌固作用,并采取相应的加强措施。
1 地下室顶板最小板厚160mm已经考虑了地下室顶板的实际嵌固作用;
2 遇坡地建筑时,地下室可根据周边实际约束状况,按照调整地下室层数或修改回填土约束层数的方式进行计算;相关范围的竖向构件应根据实际嵌固条件采取相应抗震措施。
2.5.5 剪力墙结构,加强区边缘构件的选型,仅按各墙肢的底层轴压比确定,可以吗?
解答:不可以。规范规定以底层墙肢底截面的轴压比作为判定是否设置约束边缘构件的依据,是建立在墙肢在底部加强区高度范围截面不变或均匀变化的基础上的,当实际工程剪力墙底层截面轴压比非最大值时,应以底部加强区范围内墙肢的最大轴压比来确定是否设置约束边缘构件。当需要设置时,墙肢约束边缘构件应在加强区及其上一层统一设置。底部加强区的墙肢布置应尽量均匀,竖向避免突变。
2.5.6 抗震等级四级的剪力墙结构,其墙肢轴压比是否需要控制?
解答:抗震等级四级时,墙肢最大轴压比也应控制。
剪力墙轴压比为重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙肢的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。《建筑抗震设计规范》GB50011-2021第6.4.2条和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7.2.13条对轴压比的要求比《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第11.7.16条的要求严格,由底部加强部位扩大到全高。抗震墙的塑性变形能力与轴压比相关,当轴压比较小时,即使不设约束边缘构件,抗震墙仍具有较好的延性和耗能能力,当轴压比较大时,即使设置约束边缘构件,在强烈地震作用下,抗震墙仍有可能压溃、丧失承担竖向荷载的能力。
因三本规范对轴压比的要求均为“不宜”,且均未对四级抗震剪力墙墙肢轴压比提出限值要求,结构设计时可按《建筑抗震设计规范》GB50011-2021第6.4.2条依次递进的原则,四级时轴压比不宜大于0.7。
2.5.7 剪力墙的连梁腰筋的注写及构造应注意什么?
解答:连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋。当墙身水平钢筋满足连梁侧面纵向构造钢筋的要求时,设计注明按标准图集构造详图要求即可。
当墙身水平分布钢筋不满足连梁侧面纵向构造钢筋的要求时,设计应补充注明设置的连梁侧面纵筋具体数值,采用平面注写方式时应以大写字母“N”标识。
连梁侧面纵向钢筋在支座内锚固要求同连梁中受力钢筋,也就是LaE且不小于600mm。
2.5.8 《混凝土结构通用规范》GB55008-2021第4.4.13条是错层构件的设计要求,楼梯间处是否按此加强?
解答:《混凝土结构通用规范》4.4.13条是对错层结构做出的规定。其条文说明的解释为:“本条规定了房屋建筑错层结构关键部位的最低构造设计要求。错层结构属于竖向不规则结构,错层部位的竖向抗侧力构件受力复杂,容易形成多处应力集中部位。框架结构错层更为不利,容易形成长短柱沿竖向交替出现的不规则体系”。对于非错层普通结构中的楼梯间柱,由于已按照短柱要求进行了箍筋加密及体积配箍率控制,其抗震等级可不再提高。
2.5.9 《砼通规》4.4.4框架梁宽度不应小于200mm,适用于180厚剪力墙结构吗?
解答:此处仅指与框架柱(剪力墙端柱)相连的框架梁。连梁的是剪力墙洞口上下方的墙体。不管是LL还是LLk均可理解为是墙的一部分,可不执行框架梁宽度不应小于200mm的规定。当剪力墙厚度小于200mm时,其连梁截面宽度可与墙厚同。
2.5.10 主楼与车库高差处加腋是仅板加腋还是梁、板均需加腋?
解答:主楼与车库高差错层部位的性能要求是实现水平力的有效传递,并减小对错层处竖向构件的不利影响。
错层位置可采取梁加腋措施,板可不加腋 ,具体加腋位置和方式应根据梁板布置型式和传力需要确定;当主楼为剪力墙结构且有垂直错层边界、满足传力要求的横墙时,车库梁无需加腋。
2.5.11 剪力墙连梁LL允许剪压比超限吗?若允许,超限连梁需如何处理?
解答:连梁的剪压比限值是为了避免脆性的剪切破坏,结构设计应采取措施避免剪力墙连梁剪压比超限。确有困难时, 可允许个别连梁超限 ,但应采取相应的处理措施:
1 采用设置交叉斜筋或对角暗撑的方式提高连梁剪压比限值。设置交叉斜筋或对角暗撑可改善连梁的斜截面性能,提高延性,使最大剪压比得以提高(《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第11.7.10条)。但增设斜筋或暗撑的适用于跨高比较小,连梁截面较宽的情况,适用范围应按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第9.3.8条。 此方法一般不适于住宅楼。
2 采用《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7.2.26-1、2条连梁剪压比超限的处理方法和思路:包括减小连梁截面高度或采用双层连梁等。
3 实际工程中,按上述第1、2条进行调整后仍无法消除个别连梁的剪压比超限时,可采用《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7.2.26-3条的方法处理,但应注意楼面梁不要支承在此连梁上。
4 也可采用《建筑物抗震构造详图(多层和高层钢筋混凝土房屋)》(20G329-1)第3-13页的设计思路:首先按连梁能承受的剪力最大值,反算连梁抵抗弯矩的最大值,按连梁强剪弱弯的原则,连梁纵筋配筋不得大于计算值;然后按实配纵筋求出连梁开裂后不考虑混凝土作用的残余刚度,连梁残余刚度与弹性刚度的比值为此连梁刚度折减系数,并不应小于0.5,按此再整体计算复核。详见20G329-1第3-13~15页。
2.5.12 楼梯构造选型不合理有什么问题?
解答:平法图集《现浇混凝土板式楼梯》22G101-2中对各类楼梯构造做出了规定。
1 梯板AT、BT、CT、DT、ET、FT、GT适于剪力墙结构、砌体结构,不是抗震构件,仅按竖向荷载进行抗弯计算,按计算弯矩配筋即可。
2 梯板ATa、ATb、CTa、CTb等适用于框架楼梯间(框架结构及框剪结构中的框架部分),采用一端滑动支座,不参与整体抗震计算,但楼梯构件有抗震措施要求。应注意:1)地震时:水平方向滑移,竖向仍有地震附加力(应对滑移支座的挑板及梯梁采取加强措施);2) 地震时,梯板有翘起效应,上皮配筋应比AT配筋适当加强 ;3)梯梁及平台板配筋适当加强。
3 梯板ATc适合于框架楼梯间(框架结构及框剪结构中的框架部分),有斜撑作用,是抗震构件(应有抗震等级,钢筋应采用抗震钢筋),梯板应参与主体结构计算,梯板是拉弯或压弯构件,按拉弯配筋构造。
4 剪力墙结构采用预制楼梯时,没必要采用构造复杂的滑移支座,都按固定铰接支座更有利于结构性能(住宅楼楼梯间通常外凸,加强整体性更有利于整体结构抗震性能)。
2.5.13 《混凝土通用规范》GB50010-2010第4.4.6条要求:除悬臂板、柱支承板之外的板类受弯构件,当纵向受拉钢筋采用强度等级500MPa的钢筋时,其最小配筋率应允许采用0.15%和45ft/fy的较大值,CRB600H钢筋是否可按此条?
解答:通用规范此条适用于强度等级500MPa及以上的钢筋,HRB600H钢筋的屈服强度标准值为540MPa,属于该范围, 应允许适用本条款。
2.5.14 剪力墙结构中与长墙面外相连的小墙肢暗柱箍筋兼做墙体水平筋时,箍筋直径、间距及配筋率有何要求?当采用预制剪力墙时,预制墙两端的暗柱箍筋直径、间距及配筋率有何要求?
解答:当与长墙面外相连的剪力墙边缘构件为独立墙肢时,独立边缘构件的箍筋配置除应满足边缘构件的体积配箍率、最小直径及沿竖向最大间距等要求外,尚应满足斜截面抗剪计算的水平钢筋截面面积要求、以及剪力墙水平钢筋的构造要求。
当采用预制剪力墙时,预制墙两端的暗柱箍筋直径、间距及配筋率应满足剪力墙要求。
装配式剪力墙结构选用国标图集15G310-2节点做法时,如下图所示为“预制墙与后浇边缘暗柱间的竖向接缝构造节点做法二”,图中的附加连接钢筋应满足剪力墙水平钢筋的构造要求。
图2.5.14 现浇暗柱与预制墙连接
2.5.15 框架结构中的楼梯间梯柱的最小截面如何控制?
解答:楼梯间梯柱最小截面需要满足两方面的要求。
1 结构抗震要求。《混凝土结构通用规范》GB55008-2021第4.4.4条规定,框架结构中矩形截面框架柱的边长不应小于300mm。当框架结构楼梯未采用滑动支座,参与结构整体抗震计算时,梯柱最小截面宜满足框架柱的要求,或根据受力与稳定确定; 当楼梯采用滑动支座,不参与结构整体抗震计算时,梯柱最小截面可不执行框架柱要求。
2 防火要求。梯柱作为楼梯梯段及平台的支撑柱,一般可取疏散楼梯的耐火极限要求,如同时支撑楼梯间墙,尚应满足楼梯间墙的耐火极限。如根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014,一级耐火等级时疏散楼梯耐火极限为1.5h,楼梯间墙耐火极限为2.0h。一级耐火等级时梯柱截面选型满足此耐火极限的最小要求即可。
3 当采用框架柱兼做梯柱,或楼梯柱受力复杂时,应满足柱的抗震和防火要求。
2.5.16 《混凝土结构通用规范》GB55008-2021第4.3.6条与《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021第4.1.2条3款对大跨度、长悬臂构件进行竖向地震作用分析的条件不一致,如何把控?
解答:混凝土结构执行《混凝土结构通用规范》GB55008-2021,其余结构执行《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021。高层民用建筑钢结构的大跨度、长悬臂结构,不低于7度(0.15g)时应计入竖向地震作用。
2.5.17 楼盖主梁支承在剪力墙开洞连梁上时,需采取哪些措施?
解答:剪力墙连梁作为抗震第一道防线,地震时允许其开裂。连梁开裂后会影响搭在其上的楼盖主梁安全。此种情况宜尽量调整布置,如确有困难时,可参照如下措施解决。
1 连梁按设防烈度下无损坏进行抗震性能化设计;
2 采用图集20G329-1第4-5页设置吊筋的做法(图2.5.17-1),要求吊筋能承担100%楼面梁集中力,且楼面梁按此端简支配置下部钢筋;
3 采用分段连梁的做法(图2.5.17-2),要求加强段可单独承担楼面梁荷载,抗震性能不低于大震不屈服,必要时可增设附加纵筋;耗能段正常耗能。
图2.5.17-1 设置吊筋做法
图2.5.17-2 分段连梁做法
2.5.18 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.1.5条规定,甲、乙类及高度大于24m的丙类建筑,不应采用单跨框架结构;高度不大于24m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构,不可避免时单跨框架结构需采取哪些抗震加强措施?
解答:
1 多层丙类建筑采用单跨框架结构时,应采取比规范更严格的抗震措施,如提高抗震等级、更严格的轴压比限值和位移限值等; 并宜进行抗震性能化设计 ;
2 甲、乙类建筑及高层的丙类建筑应避免采用单跨框架,无法避免时,应按不低于《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录M中性能3的目标进行抗震性能化设计,同时仍需提高结构的抗震措施。
2.5.19 顶层局部抽柱的框架结构,抽柱楼层需要全部按照大跨度框架设计吗?
解答:不需要。依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表6.1.2注3:“大跨度框架指跨度不小于18m的框架”,顶层仅局部抽柱形成大跨度框架时, 该处框架提高一个抗震等级,对应的框架柱抗震等级向下顺延一层即可 ,不必要求抽柱楼层全部按照大跨度框架设计。对于采用非梁板式屋面(如钢结构屋面,大型屋面板屋面等),也应参照此条对柱进行要求。
2.5.20 如图,外凸楼梯间的结构布置缺少合理的地震作用传递途径。
解答:住宅楼楼梯间通常外凸,楼梯间电梯间集中布置导致楼板缺失较多,需加强结构整体性,不宜采用装配式楼梯。如图2.5.21是一个18层住宅楼的完全外凸楼梯间的建筑平面截图、结构平面截图和预制楼梯支座大样。沿纵向楼梯间其实是框架结构,且高宽比接近20,应采取措施将楼梯间水平荷载传递给主体结构,此处楼梯间仍采用装配式楼梯是不合理的,应采用现浇楼梯,且梯板两侧增设边缘构件,楼梯间处梁、板加强。
图2.5.20外凸楼梯间结构示例
5.21 乙类建筑是否必须进行二道防线设计?
解答:一般意义上的二道防线设计是指双重抗侧力结构体系的设计要求。框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、钢支撑-混凝土框架、钢框架-支撑等结构体系均为双重抗侧力体系,需要满足二道防线要求(0.2V0或0.25V0调整)。对于框架结构、普通剪力墙结构等不属于双重抗侧力体系的结构,通过在结构中建立塑性屈服区,使结构具有一定数量的内部、外部赘余度,也可达到广义的多道防线设计概念(《抗规》3.5.3条文解释第二条)。双重抗侧力体系的二道防线设计并非《建筑抗震设计规范》和《建筑与市政工程抗震通用规范》的强制性要求,乙类建筑并不一概要求采用双重抗侧力体系,进行二道防线设计。对于规则建筑及高度不高的建筑可选择符合《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表6.1.1适用高度的结构形式,并按照《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021及相关规范的要求采取相应的抗震措施,满足广义的多道防线要求即可。对于不规则的结构应优先采用双重抗侧力体系,并满足相应的性能设计要求。
2.5.22 住宅结构若X向剪力墙偏少,结构变形不满足剪力墙结构变形特征时,需采取什么加强措施?
解答:与横墙相连的纵向较短翼缘墙肢仍为墙的一部分,受力模式与独立墙肢、长墙肢均不同,剪力墙结构在水平荷载作用下的变形以弯曲型为主,对于纵向墙肢较少且短的情况应依据结构的变形特征 复核该方向的结构体系 。实际工程中纵向应尽可能布置一定数量的长墙肢,避免纵向无长墙。当纵向较多短墙肢截面高厚比不大于4(《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第7.1.7条)或不大于3(《建筑抗震设计规范》6.4.6条)时, 应补充该向按框架-剪力墙结构的包络设计 ,对纵向的短墙肢按《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.4.6条加强构造措施,梁和少墙方向的剪力墙边缘构件 应满足框架的抗震构造要求 。
图2.5.22 一向少墙剪力墙结构
2.5.23 设置主楼之间沉降后浇带时,两主楼间是消防水池,该情况下应该采取什么措施?
解答:《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019第8.1.9条:“ 消防用水等非生活饮用水水池的池体宜根据结构要求与建筑物本体结构脱开,采用独立结构形式 ”为新增规定。规范用词是“宜”,不执行的后果是水池可能开裂渗水。此规范条文是结构设计要求,却列在规范的给水排水章节,是执行不理想的原因之一。《建筑与市政工程防水通用规范》GB55030-2022实施后应满足其中第4.8节要求,对此应注意以下几点:
1 不脱开时,不应设在有沉降差的主楼相关范围及地基变化处、不应设在超长温度应力集中的部位。
2 水池配筋一般是裂缝控制,叠加结构超长时,应增大配筋,加强抗渗抗裂措施。
3 地下车库设消防水池,如基底下存在较厚的湿陷性黄土时,水池宜与主体结构脱开。
4 若经过判断,消防水池需与主体结构脱开时,结构专业应主动与设备专业、建筑专业协商。
2.5.24 高层建筑北侧连廊,请问宽度是否需要满足2m?
解答:高层住宅为满足消防要求而设置的室外连廊,应判断对结构的影响大小,区分情况对待。
1 如连廊对两侧的楼电梯间等薄弱部位起到较强的联系作用,且处于水平力传递的重要路线上,去掉连廊会导致结构的不规则程度显著增加,则连廊宽度尽量满足2m要求,计入楼板总宽度。此种情况下连廊梁板均应加强,并应满足受拉构件的配筋要求。必要时可对连廊进行性能化设计。
2 如连廊对主体结构的受力性能影响较小,不计入连廊楼板宽度时结构的不规则程度无显著增加,则其宽度可不满足2m要求,也不计入楼板总宽度。此时宜按照有无连廊进行包络设计。
3 连廊结构应根据其受力采用合理的楼板刚性假定,并对其支撑构件采取加强措施。
2.5.25 框架结构的楼梯间,框架柱布置有什么要求?
解答:框架结构楼梯间四角宜设框架柱,至少中间平台处应设两个框架柱。
楼梯间抗震时受力复杂,且是紧急情况下的逃生通道,结构设计时将楼梯间按安全岛进行设计,因此,应加强关键构件的结构布置。框架结构时,即便梯段采用滑移支座,标准图集的滑移支座做法并未经大震检验,存在不确定性,因此,楼梯间结构布置应加强概念设计。
2.6 钢结构
2.6.1 《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021第5.3.2条:钢框架梁潜在塑性铰区的上下翼缘应设置侧向支承或采取其他有效措施,其他有效措施有哪些?
解答:钢框架梁潜在塑性铰区的措施是为了防止钢框架梁面外失稳,提高延性的抗震措施。除了水平斜撑,其他措施是指:
1 有现浇板与钢梁可靠连接时,可采用加劲肋或竖向斜撑,设水平撑时,可仅在无楼板翼缘设置。
2 钢梁刚度满足正则化长细比不大于0.3时,可不设以上措施(《钢结构设计标准》GB50017-2017第10.4.3条,以有刚性楼板为条件)。此性能化验算也是节省造价的方法。
3 许多工程存在个别梁无法设撑又没有板的情况,例如边角部楼梯间处的框架梁,空旷大厅的层间框架梁等。这时,需进行大震弹塑性验算,若不出现塑性铰就不用采取措施。若属于空旷大厅的层间框架梁,其作用是减少框架柱面外的弯矩和计算长度,层间框架梁可改为钢管梁,按压弯构件设计,轴力按《钢结构设计标准》GB50017-2017第7.5.1条确定(《钢结构设计标准》GB50017-2017第10.4.4条)。
4 建议结构布置时,尽量避免设置独立梁,例如:楼梯间处的框架梁设在平台板处,这样可满足《钢结构设计标准》GB50017-2017第10.4.3条的适用条件,采取对应措施。
2.6.2 轻钢结构,有吊车的刚架柱,纵向不设柱间支撑有什么问题?
解答:轻钢结构的支撑系统是结构审查重点内容。可能由于厂房工艺的大空间要求,个别柱列不允许设置柱间支撑。无吊车时,允许个别纵向轴线不设柱间支撑,但应进行荷载传递途径的复核,有吊车时有以下不利情况:
1 若不设柱间支撑, 吊车梁虽可作为刚性系杆,但不可作为钢柱平面外的支点 ,钢柱平面外长细比加大可能超限,平面外稳定性验算超限。
2 不设柱间支撑的纵向柱列,吊车的水平荷载只能由工字型柱平面外承担,传不到支撑系统。
3 各柱列纵向刚度差异大,吊车可能会卡轨。
2.6.3 檩条设计中要注意哪些问题?
解答:大多是因为檩条计算书的原始数据和计算假定与实际不符,常见问题有:
1 未计屋面预留光伏太阳能系统的荷载,按《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021第5.2.1条: “新建建筑应安装太阳能系统”。
2 较高女儿墙或高低屋面处,积雪荷载取值不够。
3 净截面系数取1.0不对。
4 “构造能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性”的假定不成立。设双层拉条可减少檩条面外计算长度(翼缘稳定性)。 设有内衬板,也就是设有与檩条上下翼缘有可靠连接的压型金属板时,方可符合以上假定。
5 负风压工况验算时,自重取值偏大。应按《工程结构通用规范》GB55001-2021第4.1.1条,自重是有利荷载应取下限值。
6 漏悬挂荷载,应对照设备图、建筑图。
2.6.4 轻钢结构屋面板的设计常见问题有哪些?
解答:轻钢结构屋面板的常见设计问题如下:
1 压型钢板的厚度偏小。《建筑与市政工程防水通用规范》GB55030-2022第3.6.2条要求, 屋面压型钢板的公称厚度不应小于0.6mm。
2 缺屋面连接板要求或屋面板连接要求不符合计算模型要求。屋面板与檩条的连接分为直立缝锁边连接、扣合式连接、螺钉连接,其构造关系到檩条的计算模型, 只有螺钉连接时,屋面板方可作为檩条侧向支撑。
2.6.5 圆钢水平撑与屋脊通长刚性系杆,如下图这样设置,可以吗?
图2.6.5-1 某屋面支撑设置(局部)
解答:不可以。水平撑与刚性系杆本是一套体系,刚性系杆只有传递到支撑系统,才能起到刚架面外稳定性的作用。
1 如图中系杆与水平支撑不连接,刚性系杆起不了传递水平力的作用,也起不了梁面外稳定作用。
2 如图中系杆与水平支撑连接,系杆由轴心受力构件变成了压弯构件,系杆应按压弯构件验算,受力复杂化,且会导致圆钢水平撑的松弛,起不到支撑的作用。
同理,下图的门式刚架人字形柱间支撑的斜杆采用圆钢也不合理。
图2.6.5-2 某柱间支撑设置(局部)
2.6.6 轻钢结构中,山墙刚架设计应注意什么?
解答:山墙刚架虽然刚架方向受荷较小,但山墙刚架柱是双弯构件,山墙刚架梁的平面外计算长度需取刚性系杆的间距(因不宜设隅撑),山墙抗风柱的面外稳定性依赖于刚架,刚架柱整体稳定性有可能不满足要求。若山墙刚架柱超限或当房屋较高,山墙门窗洞口较大导致墙面板蒙皮效应较弱时,建议增设圆钢柱间支撑(加强刚架柱的面内稳定性,并可增加刚架横向整体的安全储备)。
2.6.7 钢框架结构整体计算是否考虑钢楼梯的影响?
解答:钢框架结构中钢楼梯未采用滑移支座时,根据《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021第5.1.3条规定, 整体计算应考虑钢楼梯的影响。
2.6.8 吊车梁代替刚性系杆时,应注意哪些问题?
解答:
1 耐火极限应同纵向刚性系杆。
2 吊车梁计算时应计入兼做刚性系杆的轴力。
3 节点构造:因节点不对齐, 应增设隅撑纠偏 (《钢结构设计标准》GB50017-2017第7.5.1条:支撑节点不应使被支撑构件产生平移或扭转)。
4 支座节点应按承受轴力的构造。
2.6.9 钢框架-中心支撑结构住宅楼,支撑承担的倾覆力矩比例约占30%时,如何落实多道防线的要求?
解答:钢框架-中心支撑体系中,支撑是第一道防线,在大震下支撑先屈服,内力重分布使框架承担的地震力增大,钢框架是第二道防线。
钢框架-中心支撑结构在大震下的破坏顺序是:中心支撑拉压滞回耗能先破坏(前提是支撑跨的柱要足够强,设计成延性好的弱剪型支撑框架),然后进入框架破坏模式。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对支撑跨的钢柱没有针对大震下性能的补充设计方案,建议参照《钢结构中心支撑框架设计标准》T/CECS804-2021对支撑跨框架柱加强设计,确保第一道防线可靠。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010仅有8.2.3-3条进行二道防线框架的内力调整的规定,对于支撑承担的倾覆力矩比例30%的结构,框架剪力未调整已满足上述规定,相当于少墙框架结构,应按与不带支撑的纯框架模型进行结构承载力验算,包络设计(不包括变形)。
2.6.10 如图示轻钢结构,天窗处的结构布置是否合理?
解答:不合理,不符合《工程结构通用规范》GB55001-2021第2.1.2条:“结构体系应具有合理的传力途径,能够将结构可能承受的各种作用从作用点传递到抗力构件”。天窗架的纵向水平荷载应传递至屋面支撑系统,天窗架纵向刚性系杆的节点应与水平撑的节点对齐,否则造成传力途径中断。
图2.6.10 某天窗架支撑设置(局部)
2.6.11 多高层钢结构刚重比计算时荷载分项系数如何取值?
解答:刚重比是指结构的侧向刚度和重力荷载代表值之比,《混凝土结构通用规范》GB55008-2021与《钢结构通用规范》GB55006-2021对结构整体稳定计算均提出了要求,但是都没有明确刚重比计算时的恒载、活载荷载分项系数,按照规范实施的先后顺序理解,《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018有关修改内容应覆盖《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015内相应内容,恒载、活载分项系数均按《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018第8.2.9条1.3、1.5执行,因此刚重比计算时也应采用1.3、1.5的系数。
2.6.12 多层钢结构,外包式柱脚,底层柱子计算长度算到短柱顶还是基础顶?
解答:若柱脚顶设拉梁或混凝土短柱线刚度不小于底层钢柱线刚度10倍时,底层柱计算长度可算至短柱顶。
2.6.13 采用刚接外露式柱脚时,《建筑抗震设计规范》GB50011-2010式8.2.8-6 如何理解应用?
解答:本条是针对抗震设计时,柱根可能出现塑性铰提出的要求。 若按大震不屈服性能目标时,柱根不出现塑性铰,则无需满足该要求。 除此,不满足时应修改柱脚形式,采用外包式或埋入式柱脚。
2.6.14 门刚结构屋面檩条计算时,什么情况下勾选“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”选项?什么情况下勾选“构造能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性”?
解答:当屋面板与檩条之间采用螺钉连接时,屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳,且屋面板厚度 不应小于0.60mm (《建筑与市政工程防水通用规范》要求)时,勾选“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”。当受压翼缘 有内衬板约束且能防止檩条截面扭转时,檩条下翼缘的整体稳定可不做计算 ,内衬板厚度不应小于0.35mm时,勾选“构造能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性”。
2.7 改造与加固
2.7.1 既有建筑改造项目设计标准如何执行?
解答:
1 不改变现有使用功能、且不增加设计工作年限,属于原建筑结构正常使用,结构设计责任仍由原设计单位及注册结构师负责(见注1)。
2 荷载局部改变,但不增加设计工作年限、不改变结构体系、不改变抗震设防类别,对原结构在剩余设计工作年限内的安全性复核,可按原建造时的荷载规范和设计规范进行验算。安全性验算满足要求的,改造设计单位应出具具有法律效力的“结构安全确认单”(见注2),并按设计文件要求签字盖章承担设计责任。如因荷载变化较多,安全性验算不满足要求的,应按下述第3条进行鉴定加固。
3 改变现有使用功能,经鉴定复核需加固的,应按《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021要求进行结构鉴定、加固设计。
4 改变现有使用功能,抗震设防类别由标准设防类改为重点设防类,按照《既有建筑鉴定与加固通用规范》要求进行结构鉴定、加固设计。 抗震设防类别提高的改造项目应进行专项论证(由于抗震等级的提高,有的抗震构造措施难以满足要求)。
5 既有建筑进行加层、插层或扩建时,应按加层、插层或扩建后的结构状态建立整体计算模型,并按《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55003-2021和其它现行设计标准执行。 当加层、插层或扩建面积不超过原房屋总建筑面积的5%且单层新增面积不超过原房屋典型楼层面积的10%时,可按《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 550021-2021和其它现行鉴定标准执行。
注1:结构使用功能改变包含:改变荷载(荷载值或荷载性质)、改变抗震设防类别、框架结构改变填充墙布置、改变结构使用环境等。
注2:结构安全确认单(等同设计文件,承担既有结构后续设计责任)包含以下内容:
结构安全确认单
工程概况:本工程位于xxx市xxx路xxx号,建设单位:xxx,原设计单位:xxx。该工程于xx年xx月完成设计,于xx年xx月竣工。
建筑地上建筑层数为xx层,地下建筑层数为xx层,建筑总高度为xx米,建筑面积为xx平方米,该建筑设计用途为:xxx。
工程结构形式为xxx,抗震设防烈度xxx度,抗震设防类别xxx,抗震等级为xxx级。
经现场查勘(或依据检测鉴定报告),未发现地面开裂、塌陷、建筑物倾斜、墙体开裂等现象,主体结构构件未发现影响结构承载力的明显外观质量缺陷;经查阅既有建筑竣工(设计)文件及其它相关工程资料,经现场勘察建筑物的现状布置与原建筑竣工(设计)文件吻合,不存在影响原结构承载能力及抗震性能的后期改造及质量缺陷,在不改变结构用途及使用环境的条件下可继续使用。
本次改造未改变既有结构设计工作年限和抗震设防类别,有局部改变原结构使用环境情况(xxx),有局部荷载变化(依据建筑装饰图),经复核,结构安全满足建造时的标准。
(注册结构师签字盖章)
(设计单位盖章)XX年XX月X日
2.7.2 《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116-2009第5.3.2条:当采用水泥砂浆面层和钢筋网砂浆面层加固墙体设计,原砌体实际的砌筑砂浆强度等级不宜高于M2.5,而《砌体结构加固设计规范》GB 50702-2011第6.1.2条:水泥砂浆面层和钢筋网砂浆面层加固墙体,原砌筑砂浆强度等级不应低于M2.5,实际工程中该如何理解应用?
解答:
1 当规范规定不一致时,首先满足通用规范,其它规范按大管小、新管旧、专门管一般的原则。因此砌体结构加固应执行《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021、《砌体结构加固设计规范》GB 50702-2011。GB 50702-2011实施后, JGJ 116-2009中砌体加固的有关内容应视为废止。 《既有建筑鉴定与加固通用规范》第6.7.3-1条沿用了《砌体结构加固设计规范》第6.1.2-1条的规定,且提升为强制性条文。
2 从结构概念上讲,《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116注重加固的效率,原墙体太强了,这种加固方法效果较差。《砌体结构加固设计规范》GB 50702-2011注重工程质量和安全,采用采用水泥砂浆面层和钢筋网砂浆面层的方法加固墙体时,原砌体砂浆最低强度等级为M2.5不能违背。
2.7.3 钢筋混凝土结构顶部增层采用轻钢结构,如何进行审查?
解答:钢筋混凝土结构顶部增层采用轻钢结构,体系方案是可行的, 属于超规范,需进行专项论证。 对增层轻钢结构需采取以下加强措施:
1 应加强结构整体性,应设纵向水平支撑;地震作用需考虑鞭梢效应,并加强抗震构造措施;
2 注意整体结构的设计标准,根据新增轻钢结构对原结构的影响程度综合判断是否属于《建筑与市政工程抗震通用规范》GB 55002-2021第1.0.2条的扩建或改建。
2.7.4 既有建筑结构鉴定报告失真怎么办?
解答:既有建筑结构鉴定报告不像岩土工程勘察报告经审查合格后方可作为设计依据,近几年报道的建筑垮塌事故就有鉴定单位出具虚假鉴定报告的案例,结构加固改造设计及审查应重视这一现象。有的鉴定报告原始数据与结论自相矛盾,违背鉴定结果应当真实、客观、准确的要求。既有建筑结构鉴定报告有效期一般是一到五年不等,具体有效期与鉴定类型和建筑物使用情况有关,既有建筑结构加固改造设计及审查应落实鉴定报告的时效性,应对采用的设计依据进行合理性分析、研判,当发现鉴定报告内容及时效性存在问题时应提出审查意见。
2.7.5 既有建筑结构整体改造和局部改造,如何划分?
解答:满足以下条件的结构改造可界定为局部改造,取改造范围及其相关范围的结构构件进行鉴定(可靠性评估)、加固设计:
1 改造未延长结构设计工作年限;
2 改造未改动原结构抗侧力构件,对整体结构安全性影响较小;
3 建筑物工程资料基本齐全、可信;
4 前期正常使用,定期检查,未改变使用条件、使用功能,未进行降低结构性能的改造。
2.7.6 老旧建筑设计没有规定结构设计工作年限怎么办?
解答:我国在21世纪初的结构规范体系才重视耐久性设计,引入结构设计工作年限的概念,也就是上世纪的结构设计图没有注明结构设计工作年限,类似工程推断为结构设计工作年限50年没有依据,其改造应特别重视耐久性,应进行耐久性检查评定,必要时应进行相关鉴定。
2.7.7 加固改造工程,哪些应提供鉴定报告?提供的鉴定报告有哪些要求?
解答:
1 未改变使用功能、未增加设计工作年限的改造工程,不涉及结构改动的,一般可不提供鉴定报告,2000年以前设计的既有建筑工程宜提供耐久性专项鉴定报告(原图未注明结构使用年限的);
2 竣工验收资料完整、定期检查,属于五年内新建的工程,经现场检查评定, 经原设计许可时可不提供鉴定报告,或以施工及竣工验收资料代替鉴定报告;
3 鉴定报告要求:1)应有针对性, 应根据改造后的情况建立计算模型进行复核; 2)应反映历次改造和加固情况;3)应有抗震鉴定内容,当鉴定报告不含该内容时,应予以补充。4)鉴定单位应有对应资质,并对报告的真实性负责。
2.7.8 通用规范实施后,结构胶的性能要求有什么变化?
解答:按《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013第4.4.3条要求,性能要求执行《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB 50728-2011第4.2.2条;通用规范实施后,结构胶性能要求应执行《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB 55021-2021第6.2.8条附录B。具体变化:结构胶加强了耐久性要求,《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》有设计工作年限30年和50年之分,加固通用规范不再区分, 都按设计工作年限50年要求 ,《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728-2011第4.2.2条的有关要求应视同废止。
2.8 结构防火
2.8.1 采用碳纤维加固,如何满足耐火极限要求?
解答:燃烧性能应满足耐火等级对应的要求,碳纤维加固依据《纤维增强复合材料工程应用技术标准》GB50608-2020第5.7节要求进行耐火设计,采取对应防火措施。采用碳纤维加固设计时,建议严格执行承载力提高幅度不应大于40%的规定(原结构、构件必须能承担其恒载的标准值及少量的活荷载,防止加固部分意外失效而导致坍塌)。
2.8.2 如何理解《建筑防火通用规范》GB55037-2022第5.1.4条:结构或构件应进行耐火性能验算和防火保护设计,或采用耐火试验验证其耐火性能?
解答:结构构件的耐火性能是结构专业设计内容,通常确定结构构件耐火极限的方法:1查表法,参见《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)附录,防火规范没有注明的可参考相关图集、结构手册;2 耐火验算法,钢结构和构件按《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249-2017执行;纤维复合材料构件按《纤维增强复合材料工程应用技术标准》GB50608-2020执行;木结构和构件按《木结构设计标准》GB50005-2017、《胶合木结构技术规范》执行。3 耐火试验法。
2023年6月1日实施的《建筑防火通用规范》GB55037-2022第5.1.4条规定结构或构件的耐火性能应根据耐火验算或耐火试验确定,没有列入查表法,就存在钢筋混凝土结构和构件,如何确定耐火极限的问题。
现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)给出的部分构件耐火极限,均是在特定构件构造、约束条件和受力条件等状态下的试验结果,这些结果受试验条件限制,不能真实反映构件在其它构造、受力条件、荷载比、升温条件等情况下的耐火性能,更不能反映结构整体的耐火性能。按有关资料,有关部门正在制定国家标准《建筑钢筋混凝土结构防火技术标准》。
由于现行标准还没有钢筋混凝土结构或构件的耐火验算方法,而钢筋混凝土结构或构件难以完成由试验确定,在有关标准发布之前,可认为查表法仍有效,但结构防火概念需清晰:不同类型的钢筋混凝土结构或构件对高温作用的反应不同,在断面、荷载比和受力情况等相同的条件下表现为不同的耐火性能。例如:高强混凝土构件受高温作用发生爆裂会导致截面减小。受力构件的长细比、荷载比、荷载偏心率、约束条件、构造等因素不同,均会影响结构和构件的耐火极限。
2.8.3 防火墙内的构造柱和圈梁的耐火极限如何确定?
解答:若砌体填充墙的构造柱和圈梁仅仅是抗震构造而设置的,不是受力构件,与墙同宽则自动满足防火墙耐火极限要求;若属于高大防火墙,圈梁或构造柱是防火墙稳定性验算的支点或属于受力构件,应分别按梁和柱满足防火墙的耐火极限要求。
2.8.4 轻钢结构,屋面板和檩条有耐火极限要求吗?
解答:厂房或仓库的非上人屋面的屋面板,当屋面板和檩条不是结构体系构件时(不兼做刚性系杆),仅满足燃烧性能即可, 其耐火极限不做要求。 但防火墙两侧的屋面板和檩条应满足《建筑防火通用规范》GB 55037-2022第6.1.1条的性能要求,按建筑专业要求,确定耐火性能要求(当防火墙不高出屋面时,防火墙两侧第一开间的屋面板和檩条有耐火极限要求)。
2.8.5 轻钢结构柱间刚性系杆的耐火极限?兼做刚性系杆的吊车梁的耐火极限?
解答:
1 柱间刚性系杆属于柱间支撑系统,其耐火极限应同柱间支撑。当柱间平面内设有防火墙时,应满足防火墙的耐火极限要求。
2 吊车梁兼做刚性系杆时应按梁和刚性系杆的耐火极限包络设计,取大值。
2.9 减震隔震
2.9.1 大学是否属于《建设工程抗震管理条例》(国务院令第744号文)第十六条中八类建筑的学校建筑,按照重点设防并采用隔震减震等技术?是否需要满足《山东省建设工程抗震设防条例》(鲁人常[2020]119号文)第十四条提高一档的要求?
解答:若不属于应急避难场所或其它特殊情况, 大学建筑的抗震设防类别可按标准设防类确定,其地震作用不需提高一档,可不采用隔震减震技术。
2.9.2 《建筑工程抗震设防分类标准》中“不具有外科手术室或急诊科的乡镇卫生院、专科医院(如眼科医院)”等标准设防类建筑,是否需要按照《建设工程抗震管理条例》第十六条采用隔震减震等技术?
解答:根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第4.0.3条,上述建筑抗震设防类别可按照标准设防类,可不采用隔震减震等技术。
《建设工程抗震管理条例》两区八类建筑中,根据《建筑工程抗震设防分类标准》确定为重点设防类建筑,应采用隔震减震技术;确定为标准设防类建筑,可不采用隔震减震技术。
2.9.3 学校的办公楼等非学生使用的用房、医院的办公楼、交流(培训)中心等非医疗功能用房,是否需要按照重点设防并采用隔震减震等技术?
解答:根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008第6.0.8条,上述建筑抗震设防类别可按照标准设防类,可不采用隔震减震等技术。
2.9.4 《建设工程抗震管理条例》中“保证发生本区域设防地震时,能够满足正常使用要求”,采用的性能目标如何确定?
解答:地震时保持正常使用功能建筑各类构件的性能目标不应低于《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》RISN-TG046-2023表3.1.3-1、表3.1.3-2的规定。
表3.1.3-1 I类建筑正常使用的性能目标
表3.1.3-2 II类建筑正常使用的性能目标
2.9.5 抗震设防烈度为8度0.20g地区的医院项目,地下室二层,为了解决楼电梯井隔震,采用基础隔震,在确定抗震等级时,房屋(结构)高度从室外地面起算,还是从支座起算?
解答:隔震建筑有关建筑高度的问题,应按照结构高度计算,对于基础隔震建筑,结构高度应计算至隔震层顶;对于室外地坪以上的层间隔震建筑,结构高度应计算至室外地坪。